闽江河口红树林土壤微生物群落对互花米草入侵的响应

采用磷脂脂肪酸标记法(PLFA)研究外来入侵植物互花米草对闽江河口湿地红树林土壤微生物群落结构的影响,并探讨其主要影响因素。结果表明:从3种不同植被群落土壤(红树林群落MC、红树林-互花米草混生群落MS、互花米草群落SC)共检测到22种PLFA生物标记,MS土壤微生物PLFA生物标记总量明显高于其他植被群落,3种植被群落土壤理化性质和酶活性的变化趋势为:MCMSSC,表明互花米草入侵后土壤微生物量增加,而理化性质和酶活性均有明显下降,红树林湿地土壤质量发生了明显退化。3种植被群落土壤中含量最高的PLFA生物标记是16:0,16:1w7c,9Me15:0w,18:1w12c。土壤中特征微生物相对生物量存在明显差异,细菌分布量最大,其次是真菌和放线菌,原生动物分布量最小。群落多样性指数呈相似规律,MS土壤微生物类群多样性指数均小于MC,表明互花米草入侵后土壤微生物群落多样性指数均有下降。通过主成分分析,基本能区分出3种不同植被群落微生物群落的特征。土壤理化性质、酶活性间存在相关性,有机碳、全氮、蔗糖酶、过氧化氢酶与革兰氏阴性菌、放线菌呈显著或极显著正相关。研究结果表明互花米草入侵在一定程度上具有影响红树林群落土壤营养代谢循环的潜力,特别是关于碳、氮、磷等的循环及酶活性,改变部分有利于自身生长的土壤环境相关的微生物类群含量,竞争有利环境,迅速扩张实现入侵。     

互花米草入侵对土壤生态系统的影响

互花米草是全球海岸滩涂湿地生态系统最成功的入侵植物之一,对中国沿海湿地土壤生态系统也产生了重大影响.本文主要从入侵地土壤生态系统的结构组分(土壤微生物和土壤动物)与物质循环(土壤碳循环、氮循环、磷循环和重金属元素)两大方面,综述了近年来国内外互花米草入侵对沿海滩涂与河口地区土壤生态系统的影响.此外,本文还指出了未来互花米草的研究方向,包括加强互花米草对入侵地土壤微生物的影响的研究,整合互花米草对地上、地下资源竞争和生态过程影响的研究,以及互花米草在全球变化大背景下入侵动态预测.     

江苏如东海岸互花米草盐沼沉积物叶绿素a分布特征

潮间带沉积物叶绿素a(Chl-a))是潮间带生态系统底栖微藻初级生产力的表征因子.为了解互花米草盐沼沉积物Chl-a的分布,于2010年夏季及秋季对江苏如东海岸11个站位的表层底质(0～8 cm)内Chl-a含量进行了分析.结果表明:垂直方向上,除10月1～5站位垂直分层不明显外,整体变化趋势为,在0 ～2 cm,随深度的增加而锐减,2～8 cm,变化较小,光照的垂直递减是造成这一趋势的原因;在水平方向上,夏季,沉积物Chl-a含量在互花米草盐沼高于光滩,秋季则相反;光照和沉积物组成的季节变化是造成沉积物Chl-a水平方向分布格局的直接原因;互花米草枝叶对光照的遮挡及对细颗粒物质的圈闭作用随植株生长阶段而变化;互花米草一方面通过促进细颗粒沉积物堆积影响底质的粒度组成,另一方面通过其枝叶生长影响滩面接受的光照,直接影响潮间带微藻的生长,继而影响底栖生态系统的初级生产力.     

互花米草(Spartina alterniflora)草场土壤微生物生态分布及某些酶活性的研究

种植互花米草的盐沼土中,细菌、放线菌和真菌的数量比对照盐沼土中多。就不同深度来说,15—30厘米土层中,细菌数最多。细菌总数的增减趋势是:夏秋两季最多,冬春两季较少。在各生理类群中,氨化细菌占优势;固氮细菌、硝化细菌次之;反硝化细菌和硫酸盆还原细菌最少。内源呼吸作用强度、添加葡萄糖后的呼吸作用强度、氧化丙酮酸的能力和氧化多酚化合物的能力皆显示出同样的趋势,即三年生草场土壤中生物活性最强,光滩土壤中生物活性最弱。在光滩土壤中,脲酶和过氧化氢酶活性很低,而种植互花米草的土壤中这两种酶活性较强,但与种植年限和季节变化无显著相关性。     

实验室模拟滨海盐沼潮滩高程对互花米草生长的影响

为探究滨海盐沼湿地潮滩高程对互花米草生长的影响,设置六组不同高度的土柱,通过移栽互花米草进行模拟实验,研究不同高程带来的土壤水盐差异及植株生长响应情况.结果表明:(1)土壤含水率随高程的增加呈现出明显降低趋势,30 cm高程含水率最高,为46.4％,180 cm高程含水率最低,为34.1％,土壤孔隙水盐度随高程变化的趋...     

互花米草生物量变化对盐沼沉积物有机碳的影响

以江苏王港典型互花米草(Spartina alterniflora)盐沼湿地为研究对象,分析光滩及互花米草滩沉积物中有机碳的水平和垂向分布特征,了解互花米草生物量的季节动态变化,探讨二者之间的相互关系,在此基础上研究互花米草生物量分布和季节变化对沉积物中有机碳(TOC)含量的影响。结果表明,互花米草枯落物中的有机碳数量在两个月内衰减了40%,而表层沉积物中TOC含量及其中互花米草来源TOC所占比例的变化,均与互花米草地表枯落物量的季节变化存在两个月的"相位差",这与枯落物快速分解时间大致吻合,说明枯落物是表层沉积物中TOC的重要来源。高达60%的互花米草地下生物量分布在0—20cm深度内,该深度范围内沉积物中TOC含量较高,且TOC主要来源于互花米草。此外,不同深度TOC含量与地下生物量之间存在良好的正相关关系,说明地下生物量是影响沉积物TOC含量的重要因子。研究区互花米草年固碳能力为2274g m-2a-1,盐沼沉积物中TOC埋藏速率达到了470 g m-2a-1,是地表一个重要的碳汇;同时研究区每年向近岸水域输出大量的TOC,是近岸海域生态系统的一个重要碳源。     

互花米草(Spartina alterniflora)草场土壤微生物生态分布及某些酶活性的研究

种植互花米草的盐沼土中,细菌、放线菌和真菌的数量比对照盐沼土中多。就不同深度来说,15—30厘米土层中,细菌数最多。细菌总数的增减趋势是:夏秋两季最多,冬春两季较少。在各生理类群中,氨化细菌占优势;固氮细菌、硝化细菌次之;反硝化细菌和硫酸盆还原细菌最少。内源呼吸作用强度、添加葡萄糖后的呼吸作用强度、氧化丙酮酸的能力和氧化多酚化合物的能力皆显示出同样的趋势,即三年生草场土壤中生物活性最强,光滩土壤中生物活性最弱。在光滩土壤中,脲酶和过氧化氢酶活性很低,而种植互花米草的土壤中这两种酶活性较强,但与种植年限和季节变化无显著相关性。     

盐城滨海滩涂湿地典型植物群落土壤微生物组成与结构特征

土壤微生物是生态系统维持正常结构与功能的重要组成部分,为探究盐城滩涂典型湿地土壤微生物群落结构特征,以江苏盐城滩涂互花米草、藨草、盐地碱蓬、芦苇及淤泥质光滩5种典型群落为对象,采用16S rRNA高通量测序技术分析0—10 cm(表层)、10—30 cm(中层)、30—60 cm(深层)土壤微生物多样性及群落结构。结果表明：(1)几种植物群落间,土壤微生物群落结构差异较大,主要体现在细菌群落结构的差异性,古菌群落结构差异相对较小。光滩与植物群落间,在土壤细菌种类及相对丰度上差异相对较大,互花米草群落与本土植物群落间,在微生物群落的细菌种类组成上存在较大差异;藨草群落土壤表层微生物群落结构与互花米草群落相似,深层与盐地碱蓬、芦苇群落相似。(2)同一群落不同层次土壤微生物群落结构相似,差异小于不同群落间土壤微生物群落的结构差异性;不同群落对应层次间,表深层土壤中五种群落土壤微生物多样性存在显著差异,中层土壤中五种群落微生物多样性差异不显著。总体上,植物群落类型对土壤微生物群落结构的影响大于土壤深度;与本土植物群落相比,互花米草群落土壤主要优势门微生物种类差异较小,但部分优势门微生物相对丰度...     

上海地区外来种互花米草的分布现状

遥感技术(RS)现已广泛应用于海岸带资源调查、资源与环境动态监测以及滩涂植被定量分析。作者应用2003年8月2日Landsat5-TM多光谱遥感影像,利用遥感处理软件ERDASImagine8.6TM,经几何校正和分幅裁剪等图像预处理后,采用监督分类和目视解译相结合的方法对上海地区互花米草(Spartinaalterniflora)扩散现状进行解译分析,并结合全球定位系统(GPS)样点定位,对解译结果进行全面的野外验证和修正。同时,应用地理信息系统(GIS)对解译结果进行数据合成,统计出互花米草分布区域及面积等数据。实际调查与分析统计显示:上海地区互花米草群落总面积(2003年)为4,553.37hm2,占滩涂植被总面积的22.1%。除了崇明西滩和横沙岛外,互花米草群落已广泛分布于长江河口地区,其中南汇边滩最多,为2,069.01hm2,其次是崇明东滩和九段沙,分别为910.17hm2和769.05hm2。人工引种是互花米草种群在上海地区滩涂成功扩散的重要原因。大尺度的上海滩涂互花米草群落空间分布现状及其数量调查为外来物种的宏观定量调查提供了有效的手段,也为上海市滩涂资源生物多样性保护和可持续开发利用提供了科学依据。     

互花米草入侵对大型底栖动物群落垂直结构的影响

2012年8月,在浙江省玉环县漩门湾国家湿地公园,利用自制分层采样器,以5 cm为单位对0—25 cm泥层进行分层取样,研究潮间带互花米草滩涂和自然滩涂两种生境中大型底栖动物的垂直分布情况,以及互花米草入侵对大型底栖动物垂直结构的影响。两种生境中共获得大型底栖动物40种,其中软体动物18种,甲壳动物13种,环节动物4种,其他类群5种。在自然滩涂生境中获得的物种数为30种,互花米草生境为31种,两种生境的共有种有21种。互花米草和自然滩涂生境平均栖息密度分别为222.6株/m2和1052.8株/m2。研究结果表明:(1)大型底栖动物主要栖息在0—10 cm泥层深度;(2)大型底栖动物群落沿泥层深度存在分层分布现象;(3)互花米草入侵缩短了底栖动物的垂直分布距离,但对其主要栖息深度影响不大;(4)互花米草入侵改变了原来生境特征,导致大型底栖动物的群落结构发生变化。     

Impacts of an alien species (Spartina alterniflora) on the macrobenthos community of Jiangsu coastal inter-tidal ecosystem

Spartina alterniflora, a species vegetating on inter-tidal flats that was introduced from the eastern coast of United States, has become a hot topic, focusing on its invasion within local species in the coastal zone of China. Impacts of S. alterniflora on the inter-tidal macrobenthos community in the Jiangsu coastland are addressed by comparing the macrobenthos characteristics in a mudflat and in a four-year-old Spartina salt marsh that had earlier been a mudflat. During the period October 2002–July 2003, we studied the distribution pattern and diversity of macrobenthos, and discussed their correlation with environmental factors caused by Spartina vegetation. The results showed that a total of 43 macrobenthos species were found, mainly consisting of Mollusca, Crustacea, and Annelida. Ten macrobenthos species were found in the Spartina salt marsh, and 36 species were found in the mudflat. Life forms and functional groups of macrobenthos in the Spartina salt marsh were obviously distrinct from that of the mudflat. The study showed that macrobenthos diversity in the Spartina salt marsh decreased, and the community structure altered obviously, whereas the biomass showed no differences in different seasons. Statistical analysis demonstrated that seasonal change of macrobenthos diversity in the Spartina salt marsh negatively related to content of sediment organic matter, total N, bulk density, height and biomass of Spartina vegetation, and positively related to the density of Spartina. All these differences suggested the obvious effects of the Spartina vegetation on the Jiangsu inter-tidal benthic macroinvertebrate ecology. Furthermore, the investigation also showed that the niche of the native macrobenthos living in the mudflat has been transferred down, seaward, due to the invasion of Spartina in our study site.     

Effects of drainage and soil organic content on growth of Spartina alterniflora (Poaceae) in an artificial salt marsh mesocosm

An artificial salt marsh mesocosm was constructed using 680-L polypropylene tanks to determine the effect of soil drainage depth and organic content on growth and rhizome proliferation of the salt marsh smooth cordgrass Spartina alterniflora. Soil drainage depth had no effect on accumulation of aerial or subsurface plant tissue, but tanks that had 2.5% soil organic content supported enhanced aerial tissue and rhizome growth compared to tanks that contained sand alone. We propose a mathematical model for predicting the mass of photosynthetically significant leaf tissue without cutting and drying leaves. Implications of these findings for salt marsh creation projects are discussed.     

Effects of Spartina alterniflora invasion on the community structure and diversity of wetland soil bacteria in the Yellow River Delta

The exotic plant Spartina alterniflora is expanding rapidly along China''s coast regions, seriously threatening native ecosystems. Soil bacteria are important for biogeochemical cycles, including those of carbon, nitrogen, and sulfur, in wetland ecosystems. There is growing evidence that microorganisms are important in case of plant invasion. In the present study, we studied the interlacing area of S. alterniflora and Suaeda heteroptera, selected soil of invaded and non‐invaded regions and explored the effect of the composition and diversity of bacterial communities in coastal wetlands. The bacterial community composition of invasive and noninvasive areas was subjected to high‐throughput sequencing. In the five areas tested, the main bacterial phyla were Proteobacteria, Bacteroides, and Acidobacteria; the richness of the bacterial community in the soil increased after S. alterniflora invasion, most changes occurred at the genus level. The relative abundances of Desulfobulbus and Sulfurovum were higher in invasive areas than in noninvaded areas. PCA, RDA, and LEfSe analyses found that the S. alterniflora invasion significantly influenced the bacterial community and physicochemical properties of wetland soil. In conclusion, soil microbial community composition was tightly associated with S. alterniflora invasion. This study provide an important scientific basis for further research on the invasion mechanism of S. alterniflora.     

Contribution of invasive species Spartina alterniflora to soil organic carbon pool in coastal wetland: Stable isotope approach

Spartina alterniflora was introduced into China because of its strong sedimentation promotion ability, currently, it became one of the most invasive species along coastal areas. Most researches focused on its high productivity which directly increased soil carbon (C) input. However, little is known about its indirect contribution to soil carbon via increased sedimentation.     

Effect of Salt Stress on Seed Germination and EmbryoGrowth of Spartina alterniflora (Gramineae)

In this paper , the effect of NaCl concentration ( 1× 104 - 6× 104 mg/L) on the seed germination of smooth cordgrass ( Spartina alterniflora) was investigated using 1/2 Hoagland as the basic culture solution. The results indicated that the coleoptile and embryonal axis grew before the radicle and plumule in the stage of germination . Salinity level had no influence on the seed germination percentage when the salt concentration didn′t exceed 3×104 mg/L. The optimal salinity level for seed germination and embryo growth was 1×104 mg/L . The inhibit effect of salt concentration on the growth of embryo′s different part was different, and the length of radicle and plumule decreased significantly with the increase of salt concentration. However , the lesser inhibition on the embryonal axis and coleoptile was observed under the higher salt concentration, and thus the seedlings out of soil were ensured and the species was quickly adapted to the environment of inter- tidal zone .     

基质及水位对入侵种互花米草生长的影响

为了揭示基质和水位对互花米草种群扩张过程的影响,通过室内模拟试验分析了不同基质和地下水位对互花米草幼苗存活率、高生长和生物量及分配等表型参数的影响。结果表明:基质、水位及其交互作用对互花米草幼苗生长影响显著;基质类型和地下水位的交互作用显著影响幼苗的存活率;同种基质中地下水位的降低显著促进了幼苗根长的增加;由于不同基质持水力和营养的差异,沙中生长的幼苗随地下水位的降低地上部分表现出显著的生长抑制,而沙土和壤土中的幼苗在中等水位生长最好;沙中幼苗根状茎的长度显著低于沙土和壤土,而随水位的降低,沙土和壤土根茎长度显著下降。由此可以推论,互花米草种群扩张强度因生境而异,在沙土和壤土基质中互花米草可能表现出更强的入侵性和扩散能力。     

三种盐胁迫对互花米草和芦苇光合作用的影响

互花米草(Spartina alterniflora)的入侵给海岸带盐沼生态系统的结构和功能带来了显著影响。互花米草盐沼中的硫含量高于附近的土著芦苇(Phragmites australis)盐沼。为探讨硫元素对互花米草和芦苇竞争过程的可能影响及其作用机制, 以50 mmol·L^-1的Na₂SO₄和Na₂S对互花米草和芦苇进行处理, 分析处理前后5天内两种植物光合气体交换和叶绿素荧光指标变化的差异, 实验另设等Na⁺浓度的NaCl处理作为比较。研究发现: Na₂S对互花米草和芦苇光合作用影响的差异最大, NaCl次之, Na₂SO₄最小。Na₂S处理后, 互花米草净光合速率(P_n)出现显著上升, 芦苇P_n值大幅度下降。互花米草的光饱和点(I_sat)上升而芦苇的I_sat值无变化。表明Na₂S处理对互花米草的光合能力有促进作用, 但对芦苇的光合能力有抑制作用。NaCl处理后互花米草P_n值也出现小幅上升, 而芦苇P_n值略有下降。Na₂SO₄处理对互花米草和芦苇的P_n值均无显著影响。除Na₂SO₄处理的互花米草外, 不同盐处理后的互花米草和芦苇非光化学淬灭(NPQ)均出现上升趋势。研究结果表明互花米草对环境硫胁迫的适应能力显著高于芦苇, 暗示盐沼高硫环境尤其是硫化物有助于互花米草相对于芦苇的竞争, 也很可能是其形成单一植被的重要原因之一。     

互花米草黄酮含量分析及其生态学意义

互花米草原产于北美洲大西洋沿岸和墨西哥海湾,经引种和其他原因,已扩散到包括中国在内的多个国家和地区,并对被入侵地生态系统的结构和功能均造成了显著影响。有关该物种的入侵机制和控制策略是当前入侵生态学研究领域的热点。互花米草生物质材料中富含黄酮类物质,与该物种向海扩张的能力可能存在一定联系。鉴于黄酮广泛的应用价值,能否借助黄酮成分的开发带动生物质的收割,以达到有效控制该物种的目的,也是当前研究者所关注的问题。以芦丁为标准参照物,NaNO2-Al（ NO3）3法比较温室互花米草不同器官中总黄酮含量的差异,分析盐城滩涂互花米草越冬芽黄酮含量与所在地理位置之间的关系,采用L9（34）正交试验对干储互花米草叶总黄酮的提取工艺进行优化。互花米草叶片中黄酮类物质远高于根、根状茎、茎、叶鞘、颖稃及种子。盐城滩涂上互花米草越冬芽的黄酮含量随着由陆向海方向基本呈升高趋势。互花米草总黄酮最佳提取工艺为料液比1∶30,乙醇浓度70％,水浴温度80℃,水浴时间2h。互花米草植物材料中,尤其在叶部,黄酮含量十分丰富。该黄酮物质与互花米草在海岸带盐沼生态系统中的适应和向海扩张也存在正相关关系,可作为探索互花米草入侵机制的一个方向。利用本研究中所得优化提取工艺可从互花米草干储生物质中获得稳定的黄酮来源。配合黄酮经济成分的开发而推动生物质材料的收割利用,将成为互花米草生态控制的一项潜在策略。     

三种盐胁迫对互花米草和芦苇光合作用的影响北大核心CSCD

互花米草(Spartina alterniflora)的入侵给海岸带盐沼生态系统的结构和功能带来了显著影响。互花米草盐沼中的硫含量高于附近的土著芦苇(Phragmites australis)盐沼。为探讨硫元素对互花米草和芦苇竞争过程的可能影响及其作用机制,以50mmol·L–1的Na2SO4和Na2S对互花米草和芦苇进行处理,分析处理前后5天内两种植物光合气体交换和叶绿素荧光指标变化的差异,实验另设等Na+浓度的Na Cl处理作为比较。研究发现:Na2S对互花米草和芦苇光合作用影响的差异最大,Na Cl次之,Na2SO4最小。Na2S处理后,互花米草净光合速率(Pn)出现显著上升,芦苇Pn值大幅度下降。互花米草的光饱和点(Isat)上升而芦苇的Isat值无变化。表明Na2S处理对互花米草的光合能力有促进作用,但对芦苇的光合能力有抑制作用。Na Cl处理后互花米草Pn值也出现小幅上升,而芦苇Pn值略有下降。Na2SO4处理对互花米草和芦苇的Pn值均无显著影响。除Na2SO4处理的互花米草外,不同盐处理后的互花米草和芦苇非光化学淬灭(NPQ)均出现上升趋势。研究结果表明互花米草对环境硫胁迫的适应能力显著高于芦苇,暗示盐沼高硫环境尤其是硫化物有助于互花米草相对于芦苇的竞争,也很可能是其形成单一植被的重要原因之一。